3第三章纵断面设计
3.第三章 纵断面设计
第三章纵断面设计一、填空题1、在公路路线纵断面图上，有两条主要的线：一条是（）；另一条是（）。
2、纵断面的设计线是由（）和（）组成的。
3、纵坡度表征匀坡路段纵坡度的大小，它是以路线（）和（）之比的百分数来度量的。
4、新建公路路基设计标高即纵断面图上设计标高是指：高速、一级公路为（）标高；二、三、四级公路为（）标高。
5、汽车在公路上行驶的主要阻力有（）阻力、（）阻力、（）阻力和（）阻力等四种。
6、缓和坡段的纵坡不应大于（），且坡长不得（）最小坡长的规定值。
7、二、三、四级公路越岭路线的平均坡度，一般使以接近（）和（）为宜，并注意任何相连3KM路段的平均纵坡不宜大于（）。
8、转坡点是相邻纵坡设计线的（），两坡转点之间的距离称为（）。
9、在凸形竖曲线的顶部或凹形竖曲线的底部应避免插入（）平曲线，或将这些顶点作为反向平曲线的（）。
10、纵断面设计的最后成果，主要反映在路线（）图和（）表上。
11、设置爬坡车道的目的主要是为了提高高速公路和一级公路的________，以免影响_________的车辆行驶。
二、选择题1、二、三、四级公路的路基设计标高一般是指（）。
A 路基中线标高B 路面边缘标高C 路基边缘标高 D路基坡角标高2、设有中间带的高速公路和一级公路，其路基设计标高为（）。
A 路面中线标高B 路面边缘标高C 路缘带外侧边缘标高D 中央分隔带外侧边缘标高3、凸形竖曲线最小长度和最小半径地确定，主要根据（）来选取其中较大值。
A 行程时间，离心力和视距B 行车时间和离心力C 行车时间和视距D 视距和理性加速度4、竖曲线起终点对应的里程桩号之差为竖曲线的（）。
A切线长 B 切曲差 C 曲线长5、平原微丘区一级公路合成坡度的限制值为10%，设计中某一路段，按平曲线半径设置超高横坡度达到10%则此路段纵坡度只能用到( ).A 0%B 0.3%C 2% D3%6、汽车在公路上行驶，当牵引力的大小等于各种行驶阻力的代数和时，汽车就（）行驶。
道路勘测设计 3第三章纵断面设计第3节 纵坡设计
第三节 纵坡设计
一、纵坡设计的一般要求
1．纵坡设计必须满足《标准》的各项规定。 2．为保证车辆能以一定速度安全顺适地行驶，纵坡应具有一定的 平顺性，起伏不宜过大和过于频繁。
尽量避免采用极限纵坡值。 合理安排缓和坡段，不宜连续采用极限长度的陡坡夹最短长度 的缓坡。 连续上坡或下坡路段，应避免设置反坡段。 越岭线哑口附近的纵坡应尽量缓一些。 3．纵坡设计应对沿线地面、地下管线、地质、水文、气候和排水 等综合考虑，视具体情况加以处理，以保证道路的稳定与通畅
• 3、城市道路最大纵坡约相当于公路相应设计车速下最大纵坡减 小1%。
（二）最小纵坡（minimum longitudinal gradient）
最小纵坡：各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。 最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。 适用条件：横向排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、设超 高的平曲线、路肩设截水墙等。 当必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边沟应作纵向 排水设计。 在弯道超高横坡渐变段上，为使行车道外侧边缘不出现反 坡，设计最小纵坡不宜小于超高允许渐变率。 干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。
12.0 4.5四）合成坡度（resultant gradient） 1、定义：合成坡度是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横
坡组合而成的坡度，其方向即流水线方向。 合成坡度的计算公式为：
大坡度值。
• 最大纵坡的影响因素： 1、汽车的动力特性：汽车在规定速度下的爬坡能力和
下坡的安全性。
2、道路等级：等级高，行驶速度大，要求坡度阻力尽 量小。
3、自然条件：海拔高度、气温、降雨、冰雪等。
纵坡度大小的优劣：
坡度大：行车困难，上坡速度低，下坡较危险。 山区公路可缩短里程，降低造价。
道路勘测设计课后习题复习题参考答案
《道路勘测设计》复习思考题第一章：绪论2. 城市道路分为几类?答：快速路，主干路，次干路，支路。
3. 公路工程建设项目一般采用几阶段设计?答：一阶段设计：即施工图设计，适用于技术简单、方案明确的小型建设项目。
两阶段设计：即初步设计和施工图设计，适用于一般建设项目。
三阶段设计：即初步设计、技术设计和施工图设计，适用于技术复杂、基础资料缺乏和不足的建设项目或建设项目中的个别路段、特大桥互通式立体交叉、隧道等。
4. 道路勘测设计的研究方法答：先对平、纵、横三个基本几何构成分别进行讨论，然后以汽车行驶特性和自然条件为基础，把他们组合成整体综合研究，以实现空间实体的几何设计。
5. 设计车辆设计速度.答：设计车辆：指道路设计所采用的具有代表性车辆。
设计速度：指当天气条件良好、交通密度小、汽车运行只受道路本身条件的影响时，中等驾驶技术的驾驶员能保持安全顺适行驶的最大行驶速度。
6.自然条件对道路设计有哪些影响？答：主要影响道路等级和设计速度的选用、路线方案的确定、路线平纵横的几何形状、桥隧等构造物的位置和规模、工程数量和造价等。
第二章：平面设计1. 道路的平面、纵断面、横断面。
答：路线在水平面上的投影称作路线的平面，沿中线竖直剖切再行展开则是路线的纵断面，中线上任一点法向切面是道路在该点的横断面。
2. 为何要限制直线长度？答：在地形起伏较大地区，直线难与地形相适应，产生高填深挖，破坏自然景观，运用不当会影响线形的连续性，过长会使驾驶员感到单调、疲惫急躁，不利于安全行驶。
3. 汽车的行驶轨迹特征。
答：轨迹是连续的，曲率是连续的饿，曲率变化率是连续的。
4. 公路的最小圆曲线半径有几种？分别在何种情况下使用。
答：极限最小半径，特殊困难情况下使用，一般不轻易使用；一般最小半径，通常情况下使用；不设超高的最小半径，在不必设置超高就能满足行驶稳定性的圆曲线使用。
5. 平面线形要素及各要素的特点。
答：直线，圆曲线，缓和曲线。
第三章纵断面设计介绍
（四）汽车的动力因数
T Rw D ( f i) a G g
表征某型汽车在海平面高程上，满载情况下， 每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能
g
D f i
a
g
a
（五）汽车的行驶状态
g a (D )
f i
汽车的行驶状态有以下三种情况： • 加速行驶 • 等速行驶 • 减速行驶 • 在动力特性图上，等速行驶的速度称为平衡速度。 • 每一排档都存在各自的最大动力因数，与之对应的速度称 作临界速度。
路堤
路堑
第二节 汽车的动力特性与纵坡
保证汽车在道路上行驶的稳定性 尽可能提高车速 保证道路上的行车畅通 尽量满足行车舒适
§ 3.2 汽车的动力特性与纵坡
• 加速最快的汽车：
Dauer 962 Le Mans 产地： 德国 出厂日期：1994年 0-100km/h耗时2.6秒
跑的最快的汽车： 最高荣誉在1987年被奥斯莫 比尔部夺得，他们研制的“航天 技术1号”未来车在德克萨斯汽 车测试场上创下了当今 447km/h的世界最高纪录，享 有“世界第一快车”的美称。
最小纵坡：
各级公路在特殊情况下容许使用的最小坡度值。 最小纵坡值：0.3%，一般情况下0.5%为宜。 适用条件：排水不畅路段：长路堑、桥梁、隧道、 设超高的平曲线等。
当必须设计平坡（0%）或小于0.3%的纵坡时，边 沟应作纵向排水设计。
干旱少雨地区最小纵坡可不受上述限制。
平均纵坡（average gradient） 1）平均纵坡----指一定路线长度范围内，路线两 端点的高差与路线长度的比值。 二、三、四级公路越岭线的平均纵坡： 2）相关规定 ① 相对高差200～500m 不应大于 5.5％ ② 相对高差>500m 不应大于 5％
公路勘测设计 3纵断面
自我检测
1.道路纵断面线性要素有哪些？ 2.高速、一级公路路基设计标高与二、三、四级公路路基 设计标高在横断面上位置是否相同？ 3.凸形竖曲线最小半径和凹形竖曲线最小半径的限制因素 有哪些？作为最终控制竖曲线长度因素两者是否相同？ 4.在道路纵断面设计时，当坡角很小时所采用的竖曲线半 径满足了规范规定的最小半径要求设计是否合理的？为什 么？ 5.竖曲线在设计时应该注意哪些问题？
图3-5 竖曲线图示
三、竖曲线及竖曲线设计
竖曲线总长： L = T 竖曲线切线长： T= TA2 R ≈ L/2 = l 2 =TB h 竖曲线外距： E = 2R 竖曲线上任意点到对应切线的距离：
R 2 R*ω=R· 〡i1-i2〡 2
式中： l —为竖曲线上任意点至竖曲线起点 （终点）的距离, m； R —为竖曲线的半径，m。
团队合作□ 工作效率□ 实地测设能力□ 获取信息能力□ 写作能力□ 表达能力□
（根据小组完成任务情况填写A:优秀B：良好；C：合格；
四、公路平、纵线形组合设计
1、视觉分析
从视觉心理出发，对公路的空间线形及其与 周围自然景观和沿线建筑的协调，保持视觉的连 续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合 设计称为视觉分析。
四、公路平、纵线形组合设计
2、公路平、纵线形组合设计
（1）组合原则 1）保持视觉的连续性。 2）保持平、纵线形的技术指标大小应均衡 3）选择组合得当的合成坡度，以利于路面排 水和行车安全 4）注意与周围环境相配合
1）判别竖曲线的凹凸性，计算竖曲线的要素； 2）计算竖曲线起终点的桩号； 3）计算 K2+200.00 、K2+240.00 、K2+380.00 、 K2+500.00各点的设计标高。
道路勘测设计复习思考题
《道路勘测设计》复习大纲第一章绪论1、交通运输的方式。
道路运输的地位和作用。
2、当前，我国公路建设和城市道路建设中存在的主要问题。
3、道路的种类。
4、我国公路发展目标及国家高速公路网规划内容。
5、公路按功能和行政管理属性的分类6、公路和城市道路等级划分的依据，分级情况。
各级公路与城市道路的主要技术指标。
公路等级选用时应考虑的主要因素。
7、道路勘测设计的依据。
自然条件对道路设计有何影响。
8、设计速度与运行速度的作用及区别。
9、交通量、通行能力及服务水平的关系。
10、公路网系统的特性。
11、城市道路路网结构的基本类型。
各类型的特点及适用条件。
城市道路网的主要技术指标。
最能综合反映城市交通拥挤的技术指标。
12、城市道路红线规划的内容。
13、划分公路用地和城市道路红线的意义。
怎样划定公路的用地范围。
14、工程可行性研究的目的。
15、公路勘测设计阶段的划分及各设计阶段的主要内容。
16、本章主要名词术语：道路、道路功能、公路技术标准、设计车辆、设计速度、运行速度、设计交通量、设计小时交通量、基本通行能力、设计通行能力、服务水平、公路网、城市道路网的结构形式、道路红线、道路建筑限界、道路用地、工程可行性研究、设计阶段、公路安全性评价第二章平面设计1、汽车行驶轨迹的几何特征。
道路平面线形组成要素2、平面的直线、圆曲线、缓和曲线的线性特征。
3、平面直线的技术标准及直线的适用情况。
为什么过长的直线不是好的线形？为何要限制直线长度？4、影响平面圆曲线半径取值的因素。
圆曲线最小半径的计算原理、种类。
圆曲线半径值的选取。
5、汽车在弯道上行驶的稳定性及横向稳定性的保证。
横向力对汽车行驶的影响。
横向力系数µ取值的影响因素。
6、缓和曲线的作用。
汽车由直线驶入圆曲线的轨迹方程。
采用回旋线作为缓和曲线线形的理论依据。
7、省略缓和曲线的条件。
确定缓和曲线最小长度应考虑的因素。
设计缓和曲线长度值时应考虑的因素。
8、本章注要名词术语：路线、路线的平面、同向曲线、反向曲线、汽车行驶稳定性、横向力系数、横向超高、横向滑移、横向倾覆、极限最小半径、一般最小半径、不设超高的最小半径、缓和曲线、回旋线、回旋线参数A、桩号（里程）、交点、交点里程（桩号）、曲线主点、曲线主点桩号。
【铁道工程-课件】第3章 线路平面和纵断面设计
平面设计 直线、圆曲线、缓和曲线的设计 最大坡度 坡段长度 纵断面设计 坡段连接 坡度折减
线路平面图 ⒊主要设计成果 线路纵断面图
满足《铁路线路设计规范》要求 ⒋设计要求 桥、隧、站和建筑物与线路的协调配合 工程造价省
优化设计
有利于运营
§2 区间线路平面设计
2.1平面组成和曲线要素
直线 线路平面
⒊ 曲线半径对运营的影响 ⑴增加轮轨磨耗 轮轨间的纵向横向滑动 、挤压，使磨耗增加。 半径越小，磨耗越大。 ⑵维修工作量加大 小半径曲线地段， 轨距、方向容易错位
⑶行车费用增加 ①小半径曲线限制列车速度 列车通过曲线时，需要减速、限速、加速，机车需要 额外做功，使得运行时分和行车费用增加。 ②小半径曲线使线路加长、总偏角加大，导致曲线阻力 功加大，行车费用增加。
⒉选定最小曲线半径的影响因素 ⑴路段设计速度——最小曲线半径要满足各个路段的需要 ⑵货车通过速度 坡度越陡，列车速度越慢。曲线上，外轨超高受允许过超 高的制约 ⑶地形条件 平原微丘——R宜大 山岳地区——R宜小 用足坡度地段——R越小，线路额外展长，工程费用增加
2.3.3曲线半径的选用
⒈曲线半径系列 一般为50或100米的整倍数 特殊为10米的整倍数 ⒉选用原则 ⑴因地制宜，由小到大合理选用 ⑵结合纵断面特点合理选用 ①坡度平缓地段和凹形纵断面坡底，列车速度高， 半径宜大 ②长大坡道、凸形纵断面的坡顶及双方向均需停车的 大站两端，半径可以小一些 ③足坡长大坡道顶部和进站前用足坡度上坡的地段， 半径不宜过小 ④小半径曲线宜集中设置
⒉第二、三线的线距 2 2440 410 5290 mm 取为5.3m 其中 2440—直线建筑接近限界半宽 410—信号机最大宽度
㈢区间曲线地段线距加宽 ⒈加宽原因 车体长 L 26 m 转向架中心距 Z 18 m 曲线半径为R ⑴车辆在曲线上时，车辆中部向内凸W1，两端向外凸W2
城市道路设计第三章 城市主、次干路及支路
会车视距是在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现 时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距 离。会车视距为停车视距2倍。 3、超车视距
超车视距是指汽车安全超越前车所需的最小通视距离。 城市道路不允许车辆越过中线超车，因此不存在超车视距。
4、路测带的组成及其宽度
组成：人行道、绿化带、公用设施带等。 （1）人行道
人行道最小宽度如下表所示： （2）绿化带
人行道树株距一般为4~6m,树池采用1.5m方形或1. 2*1.8m矩形。
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（3）设施带 设施带包括设置行人护栏、照明灯柱、标志牌杆柱、信号灯杆柱等的宽度。红线宽度
较窄及条件困难时，设施带可与绿化带合并，但应避免设施带与绿化带的干扰，常用 宽度为：护栏0.25m~0.5m,杆柱1.0~1.5m. ( 4 ) 路缘石 是设置在路面与其它构造物之间的标石，俗称道牙。其形状有平式、立式、斜式等几 种，如下图所示：
规定机动车车行道宽度如下表。
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3、平曲线加宽值及其过渡段
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（2）加宽值的过度方式：直线过度、高次抛物线过度、回旋线过度、改进直线过度等。 （3）加宽缓和段长度设置的三种情况： 对于设置有缓和曲线的平曲线，加宽缓和段应采用与缓和曲线相同长度。 对于不设置缓和曲线，但设置有超高的缓和曲线的平曲线，可采用与超高缓和段相同
土路肩：横坡度较路面宜增大1.0％～2.0％；
硬路肩：一般情况下横坡度与行车道横坡度相同，也可以稍 大于路拱横坡。
5.人行道横坡宜采用单面坡形式，坡度为1.5％～3％.
（三）超高
1.超高：是指为了减小行驶车辆在曲线路段产生的离心力，将路 面做成外侧高，内侧低的单向横坡形式。
第三章纵断面设计
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纵断面设计
三 公路竖曲线设计
4、竖曲线的凸、凹
当竖曲线转坡点在曲线上方时为凸形竖曲线，反之为凹形竖曲线。
凸形
当 i1- i2为正值时，则为凸形竖曲线
凹形
当 i1 - i2 为负值时，则为凹形竖曲 线
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纵断面设计
三 公路竖曲线设计
5、竖曲线基本方程 我国采用的是二次抛物线形作为竖曲线的常用形式。其基本方程为： 若取抛物线参数为竖曲线的半径 ，则有：
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纵断面设计
二 纵坡及坡长设计
1 汽车行驶与公路纵坡的关系
汽车在公路上行驶的阻力 汽车行驶的条件
汽车在坡道上的行驶要求
空气阻力 滚动阻力 坡度阻力 惯性阻力 必要条件：牵引力 充分条件：牵引力
纵坡度力求平缓； 陡坡宜短；
≥ 各项阻力之和
≤ 轮胎与路面之间的附着力
纵坡度的变化不宜太多
纵断面设计线的组成：直线（均坡度线）和竖曲线。其中： 直线（即均坡度线）有上坡和下坡，是用水平长度及纵坡 度表示的。 纵坡度表征匀坡路段坡度的大小，用高差与水平长度之比 量度，即：
i
h (%) l
转坡点（变坡点）：两相临坡度不同的纵坡线的交点； 高差（h）：相临两变坡点间的高程差；
坡长（L）：相临两变坡点间的水平距离
充要条件：阻力之和≤牵引力≤轮胎与路面的附着力
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纵断面设计
二 纵坡及坡长设计
2 最大纵坡、最小纵坡和坡长限制
（1）最大纵坡 最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。
确定最大纵坡应考虑的因素
汽车的动力性能；公路等级；自然因素
最大纵坡的确定
最大纵坡是公路纵断面设计的重要控制指标。 最大纵坡是各级公路纵坡限制值，只有在山岭区路线特别困难时采用。 各级公路规定的最大纵坡值如下:
机工社道路勘测设计教学课件第三章3-1概述3-2纵坡设计
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3.2 纵坡设计
10、 其它有关纵坡的规定
（2）隧道部分路线的纵坡
避险车道应设置在车辆可能失控的连续长陡下坡路段，一般情况， 当平均纵坡≥4％，陡坡长度≥3km，交通组成中大、中型车辆比例偏高 时，应考虑设置避险车道。
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3.2 纵坡设计
10、 其它有关纵坡的规定
（1）桥上及桥头路线的纵坡：
1）小桥处的纵坡应随路线纵坡设计。 2）桥梁及其引道的平、纵、横技术指标应与路线总体布设相协调。各项技术指
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2）单一纵坡坡长超过不同纵坡的最大坡长或上坡路段的设计通行能力小 于设计小时交通量。
3）经设置爬坡车道与改善主线纵坡不设爬坡车道技术经济比较论证 ，设置爬坡车道的效益费用比、行车安全性较优。
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3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 1）横断面组成： 爬坡车道设于上坡方向正线行车道右侧，宽度一般 为3.5m，包括设于其左侧路缘带的宽度0.5m。
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3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 2）平面布置与长度
公路等级
分流渐变段长度（m）
合流渐变段长度（m）
高速公路、一级公路
100
150~200
二级公路
50
90
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3.2 纵坡设计
8、爬坡车道
（4）爬坡车道的设计： 3）爬坡车道的起、终点
爬坡车道起点应位于陡坡路段上载重汽车运行速度降低至“容许最低速度”之 处；爬坡车道的终点，应设于载重汽车爬经陡坡路段后恢复至“容许最低速度” 处，或陡坡路段后延伸的附加长度的端部。该陡坡路段后延伸的附加长度规定如 表。
道路工程施工技术复习题
公路勘测设计1．现代交通运输由(空、管道等五种运输方式组成。
)、( )、( )、航3．《公路工程技术标准》 (JTG B01—2003)规定：公路根据功能和适应的交通量分为 ( )、( )、 ( )、 ( )、 ( )五个等级。
4．各级公路能适应的年平均日交通量均指将各种汽车折合成( ) 的交通量。
5．高速公路为专供汽车( )、 ( )行驶并应( )出入的多车道公路。
6．高速公路和具有干线功能的一级公路的设计交通量应按( )年预测；具有集散功能的一级公路和二、三级公路的设计交通量应按( )年预测.8．我国《公路工程技术标准》将设计车辆分为( )、 ( )和( )三种。
2．《公路工程技术标准》中规定的各级公路所能适应的交通量是指( ) .A、年平均昼夜交通量C、最大交通量3．公路设计交通量是指(A、公路设计时的交通量C、设计年限末的交通量B、日平均小时交通量D、年交通量) .B、公路竣工开放交通时的交通量D、第 20 年的交通量4．双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通流量为( ) .A、1000—4000 辆C、5000—15000 辆B、3000—7500 辆D、15000—30000 辆5．确定公路等级的重要依据是( )。
A、设计车辆B、交通量C、设计车速D、路面结构1．设计车速的定义与作用?1．公路平面线形的三要素是指( )、 ( )和 ( ) .2．两个转向相同的相邻曲线间以直线形成的平面线形称为 ( ) 曲线， 而两个转向相反的相邻曲线间以直线形成的平面线形称为( )曲线.3．在转向相同的两相邻曲线间夹直线段处,其直线长度普通不小于( ) 。
4．在转向相反的两相邻曲线间夹直线段处，其直线长度普通不小于( )。
7．《公路工程技术标准》规定：当圆曲线半径小于( )，应设缓和曲线。
但( )公路可不设缓和曲线，用直线径相连接。
9．《公路工程技术标准》规定:高速和一级公路应满足(的要求；二、三、四级公路应保证( )视距的要求。
第三章_纵断面设计
第三章_纵断⾯设计第三章纵断⾯设计3.1 设计原则沿着道路中线竖直剖切然后展开即为路线纵断⾯。
由于⾃然因素的影响以及经济性要求，路线纵断⾯总是⼀条有起伏的空间线。
纵断⾯的设计是根据汽车的动⼒特性、道路等级、当地的⾃然地理条件以及⼯程经济性等，研究起伏空间线⼏何构成的⼤⼩及长度，以便达到⾏车安全迅速、运输经济合理以及乘客感觉舒适的⽬的。
所以在进⾏纵断⾯设计时要考虑的主要因素是：满⾜道路等级要求的⾏驶速度、运输的经济性、⾏车的安全性。
3.1.1道路纵断⾯设计原则如下1、纵断⾯线形应与地形相适应，线形设计应平顺、圆滑、视觉连续，保证⾏驶安全。
2、为保证⾏车安全、舒适、纵坡宜缓顺，起伏不宜频繁。
3、纵坡设计应考虑填挖平衡，并利⽤挖⽅就近作为填⽅，以减轻对⾃然地⾯横坡与景观的影响。
4、相邻纵坡之代数差较⼩时，应采⽤⼤的竖曲线半径。
5、连续上坡（或下坡）路段，应符合平均纵坡的规定并采⽤运⾏速度对通⾏能⼒与⾏车安全进⾏检验。
6、路线交叉处前后的纵坡应平衡。
7、位于积雪或冰冻地区的公路，应避免采⽤陡坡。
3.1.2纵坡设计标准⼀、道路最⼤纵坡限制道路最⼤纵坡限制表表3-1《标准》规定：1、设计速度为120 km/h、100 km/h、80 km/h的⾼速公路受地形条件或其他特殊情况限制是，经技术经济论证，最⼤纵坡值可增加1﹪。
2、公路改建中，设计速度为40 km/h、30 km/h、20 km/h的利⽤原有公路的路段，经技术经济论证，最⼤纵坡之可增加1﹪。
⼆、道路纵坡长度限制设计纵坡度⼤于表3-2所列推荐值时，可按表3-1的规定限制坡长。
设计纵坡度超过5%，坡长超过表3-1规定值时，应设纵坡缓和段。
缓和段的坡度为3%。
1、最⼤坡长限制理由长距离的陡坡对汽车⾏驶不利。
连续的上坡发动机过热影响机械效率，使⾏驶条件恶化，下坡则因制动频繁⽽危及⾏车安全。
2、最⼤坡长的规定见下表公路不同纵坡最⼤长度坡长表3-2 计算⾏车速度（km/h）120 100 80 60 40 30 20纵坡坡度（﹪）3 900 1000 1100 12004 700 800 900 1000 1100 1100 12005 600 700 800 900 900 10006 500 600 700 700 8007 500 500 6008 300 300 4009 200 30010 200注意格式三、最⼩坡长限制各级道路纵坡最⼩长度应⼤于或等于表3-3的数值，并⼤于相邻两个竖曲线切线长度之和。
公路工程概论第3章 纵断面设计
路段，经技术经济论证，最大纵坡可增加1%。
Ⅲ 海拔2000m以上或积雪冰冻地区的四级公路，最大纵坡不应大于8%。 14 2020/11/6
1、最大纵坡
(3)最大纵坡的规定 城市道路
设 计 车 速 （ km∕ h） 80
公路工程概论第3章 纵断面设 计
二、纵断面设计考虑因素
1、道路的性质 2、任务 3、等级 4、地形、地质、水文等因素 5、考虑路基稳定、排水及工程量等的要求 6、对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况 7、竖曲线半径大小 8、平面线形的组合关系
4 2020/11/6
三、纵断面设计与选线的关系
纵断面设计是选线工作的继续和深化。
4．高原纵坡折减
在海拔高度较高地区，汽车发动机的功率会因空气稀薄而降低，
相应地降低了汽车的爬坡能力，因此对海拔高度在３０００m以上 地区公路最大纵坡应予以折减，折减值见表3－3。经折减后的最大 纵坡如小于4％，则仍用4％。
高原纵坡折减值
表3－3
海 拔 高 度（m）
3000～4000
＞4000～5000
(1）作用：
①.衡量纵断面线型质量。
②.可供放坡定线参考。
(3-1)
18 2020/11/6
3．平均纵坡
(2）规定 ①.越岭线高差200～500m时，ip≈5.5%为宜。 ②.越岭线高差＞500m时，ip≈5.0%为宜。 ②.任意连续3km内，ip≤5.5%。 ④.要考虑公路等级影响。
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2、最小坡长限制
最小坡长是指相邻两个变坡点之间的最小 长度。
1）为什么要做最小坡长限制？ （1）若其长度过短，就会使变坡点个数增
铁路选线设计第三章 线路平面及纵断面设计
取5.2‰
12
第三节 区间线路纵断面设计
ix=6‰，LL=660m，用足限制坡度上坡设计。 ， ，用足限制坡度上坡设计。
6 250
250
a-20°30' R-2000 K y-715.58
取11.5‰ 取11.0‰
7
11.5
11.0 600 550 11.0 700 450 12 850 450
③
11.3
② ①
12 300
11.0
比较三种设计方法，可以找出较好的设计方案， 比较三种设计方法，可以找出较好的设计方案，由 于是用足坡度设计，从争取高程的角度来看： 于是用足坡度设计，从争取高程的角度来看： ①12×0.3+11×0.85=12.95m × × ②11.3×0.7+11×0.45=12.86m × × ③11.5×0.6+11×0.55=12.95m × ×
= 11.33
取11.3‰ 取11.0‰
6
11.5 600 11.3 700 12 300 300 11.0
11.0 550 11.0 450 12 850 1150 450 1600 11.0 300 1900 12 500 2400 11.4 300 2700 11.1 250 2950
② ③ ① ④
302.01 1145 1617.34 1893.8 2418.05 2734.44 2931.23 2572.44
④
(7)将第 步骤进行合并折减，坡段长度取 将第(6)步骤进行合并折减 坡段长度取550m，设 将第 步骤进行合并折减， ， 计坡度为： 计坡度为：
第3章-城市主、次干路及支路
第一节 横断面设计
一、城市道路横断面组成
第一节 横断面设计
2. 四种典型横断面形式的比较
交通安全 行车速度
照明 绿化 噪音减少 造价
单幅路 最差 最慢 较好
最低
双幅路 较差 较慢
较低
三幅路 较好 较快 较好 较好 较好 较高
四幅路 最好 最快
较好 较好 最高
一、城市道路横断面组成
第一节 横断面设计
第一节 横断面设计
三、路肩、分车带、路侧带与路缘石
第一节 横断面设计
(1) 中间带 • 中间带由两条左侧路缘带Wmc和中央分隔带Wdm
组成，
作用：
① 将上、下行机动车流分开，防止车祸，减少道路中心 线附近的交通阻力，提高通行能力。
② 作为设置交通标志牌及其它交通管理设施的场地； ③ 种植花草灌木或设置防眩网； ④ 引导驾驶员视线，增加行车所需的侧向余宽。
Δi—超高坡度与路拱坡度的代数差(%) p—超高渐变率，超高旋转轴与路面边缘之间 相对升降的比率。（超高过渡段的纵向渐变率不 得小于1/330）
二、车行道宽度
2. 平曲线车道加宽及其过渡
四、路拱及超高
第一节 横断面设计
(4) 超高的纵向过渡
• 超高缓和段的纵向过渡形式通常采用超高设计图 来表示。
• 超高缓和段纵向过渡形式主要有“直线过渡式”、” 改进直线过渡段”、“曲线过渡式”。
四、路拱及超高
第一节 横断面设计
四、路拱及超高
第一节 横断面设计
(5) 超高缓和段长度
Lc
i
p
式中：Lc—超高缓和段长度（m） β—旋转轴至路面边缘的宽度（m）
三、路肩、分车带、路侧带与路缘石
第一节 横断面设计
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道路勘测设计:纵断面设计
加、减速行程图
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2020
பைடு நூலகம்
道路勘测设计:纵断面设计
（一）汽车的驱动力 1、发动机曲轴扭矩M
发动机特性曲线：发动机的功率N、扭矩M以及燃油消
耗率ge与发动机曲轴的转速n之间的函数关系曲线。
发动机外特性曲线：发动机节流阀全开时的发动机特
性曲线；
发动机部分负荷曲线：发动机节流阀部分开起时的发
动机特性曲线。
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道路勘测设计:纵断面设计
二、三、四级公路路基标准横断面
二级公路加宽硬路肩时
三、四级公路一般情况
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道路勘测设计:纵断面设计
第二节 汽车的动力特性与纵坡
一、汽车的动力因数和最大纵坡
D f i
g
a
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1414
道路勘测设计:纵断面设计
动力特性图：用曲线表示动力因数D 与行车速度V的函数关系图。
T RW D ( f i) a G g
竖曲线分为凸型、凹型
可采用抛物线或圆曲线，但抛物线计算更方便灵活。因此设 计上一般采用二次抛物线作为竖曲线。
i2 i1 ，i为纵坡坡度，上坡为“+”， 下坡为“-”。ω<0为凸型竖曲线，ω>0 为凹型竖曲线。
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M n N 9549
2、驱动轮扭矩Mk
M k M T
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道路勘测设计:纵断面设计
3、汽车的驱动力
MK M T n T 0.377 MT r r V
33
道路勘测设计:纵断面设计
4、设计标高：
公路：
（1）新建公路的路基设计标高：高速公路和
一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、 三、四级公路采用路基边缘标高，在设置超高、 加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。
（2）改建公路的路基设计标高：一般按新建
公路的规定办理，也可视具体情况而采用中央分 隔带中线标高。
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2929
道路勘测设计:纵断面设计
二、竖曲线的最小半径
1、缓和冲击：
v V a , 将v(m / s)化成V (km / h)并整理得R R 13a
第一节
概 述
纵断面：沿着道路中线竖直剖切后展成的 平面。 1、地面线：它是根据中线上各桩点的高程而点 绘的一条不规则的折线。 2、设计线：它是经过技术上、经济上以及美学 上等多方面比较后定出的一条具有规则形状的 几何线。 3、纵断面线形要素：纵坡和竖曲线
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城市道路：指建成后道路中心线上的标高。
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道路勘测设计:纵断面设计
高速公路、一级公路路基标准横断面
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道路勘测设计:纵断面设计
L L k i2 i1
抛物线上任一点的曲率半径为
dy 2 1 dx R d2y 2 dx
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加速行驶； 等速行驶； 减速行驶。
行驶在某些情况下又分为稳定行驶和不稳定行驶两种情况。
（六）理想最大纵坡和不限长度最大纵坡 （七）最大纵坡
影响最大纵坡因素：
汽车的动力特性 道路等级 自然条件 工程和运营的经济 注意：桥上及桥头引道，隧道的规定，高原纵坡折减。
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（二）坡长限制
1、最短坡长限制 2、缓和坡段 3、最大坡长限制
三、最小纵坡、平均纵坡和合成坡度
1、最小纵坡：是为纵向排水的需要，对横向排水不畅的 路段所规定的纵坡最小值。 2、平均纵坡：一定长度的路段纵向所克服的高差与水平 距离之比。
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道路勘测设计:纵断面设计
（三）汽车的行驶条件 1、汽车的运动方程式 驱动平衡方程：T=R=RW+RR+RI 2 M T KAV G U G( f i) a
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2222
道路勘测设计:纵断面设计
3、合成坡度：
是指由路线纵坡与弯道超高横坡或路拱横 坡组合而成的坡度。
I i iz
2 h
2
I:合成坡度（%）； ih:超高横坡度或路拱横坡（%）； iz:路线设计纵坡坡度（%）
3 2 2 1 i p k 1 k 3 2
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2828
道路勘测设计:纵断面设计
二次抛物线竖曲线基本方程为 1 2 y x i1 x 2R 2、竖曲线诸要素计算公式：
L R T L / 2 R / 2 E T 2 / 2R h x2 / 2R
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1515
道路勘测设计:纵断面设计
东风EQ140 动力特性图
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2323
道路勘测设计:纵断面设计
四、纵坡设计的一般设计要求
1、纵坡设计必须满足《标准》规定； 2、纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大或过于频繁； 3、纵坡设计应对沿线各种条件综合考虑，视具体情况加以 处理，确保道路的畅通与稳定； 4、一般情况纵坡设计应考虑填挖平衡，降低工程造价； 5、平原微丘应满足最小填土高度； 6、对连接段纵坡应和缓，避免产生突变； 7、充分考虑通道、农田水利方面的要求。
(N)
（二）汽车的行驶阻力 1、空气阻力：包括空气压力、真空吸力、摩擦力；
1 Rw KA 2
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2
KAV 2 21.15
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道路勘测设计:纵断面设计
2、道路阻力： （1）滚动阻力： Rf = Gfcosα = Gf （N） （2）坡度阻力： Ri = Gsinα = Gi （N） 所以，道路阻力为：RR = R（f±i） （N） 3、惯性阻力：包括平移质量和旋转质量的惯 性力。
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道路勘测设计:纵断面设计
d
2
Dmax
1
D2 D1
V2
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Vk
V1
Vmax
某挡位的动力特性图 Yang Lin College of civil engineering of NEFU
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道路勘测设计:纵断面设计
（五）汽车的行驶状态： g a ( D )
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其含意及适用条件是什么？
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道路勘测设计:纵断面设计
第三节 竖曲线
竖曲线：纵断面上两个坡段的转折处，为了行车安全、
舒适以及视距的需要用一段曲线缓和，称之为竖曲线。
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道路勘测设计:纵断面设计
二、汽车的加、减速行程和坡长限制 （一）汽车的加、减速行程